石墨電極加工設(shè)備(machining equipment for graphite electrode)是指用于加工石墨電極的機(jī)械設(shè)備。包括石墨電極本體和接頭加工設(shè)備。
石墨電極的螺紋加工是機(jī)械加工的關(guān)鍵工序,也是終加工工序。國內(nèi)炭素行業(yè)大多采用C630車床單刀銑削,其缺點(diǎn)是刀具磨損嚴(yán)重,螺距誤差大,牙面粗糙度高,倒角調(diào)整麻煩,且難以整齊劃一。部分企業(yè)已經(jīng)或正在改裝的手動(dòng)梳刀加工,比起單刀加工來,螺紋精度與牙面質(zhì)量已有較大提高,但軸向和徑向尺寸難以控制,倒角不規(guī)則,電極的長短不一,造成對刀困難,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。
石墨電極生產(chǎn)線
1、原材料
石墨電極生產(chǎn)主要以石油焦為主,添加針狀焦和煤瀝青。
2、煅燒
在煅燒過程中,原料排除所含水分和揮發(fā)物,提高了原料的理化性能,設(shè)備采用罐式煅燒爐、回轉(zhuǎn)窯和電煅燒爐。
3、擠壓成型
混合后材料是用擠壓機(jī)擠壓成型的,擠壓設(shè)備為臥式液壓擠壓機(jī)和螺桿擠壓機(jī),擠壓出來叫生坯。
4、焙燒
通過焙燒工藝,可大大提高材料的熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和電導(dǎo)率。
焙燒爐主要爐型:
連續(xù)作業(yè):環(huán)式爐(帶蓋、不帶蓋)、隧道窯
間歇作業(yè):倒焰窯、車底式焙燒爐、箱式焙燒爐
5、浸漬
是焙燒品放入壓力容器中,在一定的壓力和溫度條件下將液態(tài)浸漬劑瀝青浸入滲透到電極孔隙中。
6、石墨化
是指在高溫電爐內(nèi)把電極半成品加熱到2300-3000 ℃以上,使無定形亂層結(jié)構(gòu)炭轉(zhuǎn)化成三維有序石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的高溫?zé)崽幚磉^程。石墨化只有通電加熱方式才能進(jìn)行,采用的有艾奇遜(Acheson)石墨化爐和內(nèi)熱串接(LWG)爐。
7、機(jī)械加工
電極機(jī)械加工的目的是依靠自動(dòng)或者半自動(dòng)數(shù)控機(jī)切削加工來到達(dá)所需要的尺寸、形狀、精度等,制成符合使用要求電極本體和接頭。
石墨電極材料具有質(zhì)軟、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、耐高溫等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用,以模具行業(yè)為例,石墨因其具有電極消耗小、加工速度快、耐溫高、加工精度高等優(yōu)點(diǎn),逐漸代替銅電極成為加工電極的主流,在加工方法上除了普通的機(jī)械加工外,、率的高速加工技術(shù)也在石墨加工中廣泛應(yīng)用,加工石墨電極可以選擇使用石墨精雕機(jī)。
石墨粉塵對機(jī)床和刀具的使用壽命和加工精度有很大影響。石墨粉塵若進(jìn)入主軸則會(huì)造成裝夾不穩(wěn),縮短刀具壽命,增大加工表面粗糙度,增加停機(jī)時(shí)間,降低工件加工尺寸精度和主軸軸承使用壽命等現(xiàn)象。對于高速加工機(jī)床來說,由于主軸轉(zhuǎn)速很高,裝夾不穩(wěn)會(huì)引起非常大的慣性離心力,它會(huì)使抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性都較低的刀片發(fā)生斷裂,除造成廢品外,對操作者和機(jī)床都會(huì)帶來危險(xiǎn)。機(jī)床一般都由透明材料做的防護(hù)罩以便加工過程的觀察,若石墨粉塵玷污防護(hù)罩會(huì)降低可視度,影響操作工人視線,造成廢品增多。純度不高的石墨粉塵內(nèi)含有碳化硅,碳化硅是一種高硬度的研磨粉,侵入機(jī)器會(huì)加劇機(jī)器滑動(dòng)面的磨損,進(jìn)入進(jìn)給系統(tǒng)則會(huì)造成絲杠、導(dǎo)軌的磨損,而純度高的石墨是良好的導(dǎo)電材料,石墨粉塵進(jìn)入數(shù)據(jù)線接口會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸,侵入數(shù)控系統(tǒng)會(huì)影響其靈敏度和可靠性,更嚴(yán)重的會(huì)造成電器系統(tǒng)的短路引發(fā)生產(chǎn)事故。
石墨加工也是有一定的難度的:
(1) 石墨電極的生產(chǎn)周期長。普通功率石墨電極的生產(chǎn)周期為45天左右,功率石墨電極的生產(chǎn)周期達(dá)70天以上,而需要多次浸漬的石墨電極接頭生產(chǎn)周期更長。
(2) 能源消耗較高。生產(chǎn)1t普通功率石墨電極需要消耗電能6000kW·h左右,煤氣或天然氣數(shù)千立方米,冶金焦粒和冶金焦粉約1t。
(3) 生產(chǎn)工序多。生產(chǎn)工序包括原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機(jī)械加工等。其生產(chǎn)需要許多機(jī)械設(shè)備和特殊結(jié)構(gòu)的窯爐,建設(shè)投資較大,投資回收期較長。
(4) 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的粉塵和有害氣體,需要采取完善的通風(fēng)降塵及消除有害氣體的環(huán)境保護(hù)措施。
(5)生產(chǎn)所需炭質(zhì)原料石油焦和煤瀝青等為煉油企業(yè)和煤化工企業(yè)生產(chǎn)加工副產(chǎn)品,原料的質(zhì)量及其穩(wěn)定性難以得到充分的保障,尤其是高功率和功率石墨電極生產(chǎn)用針狀焦、改質(zhì)電極瀝青和低喹啉不溶物含量浸漬劑瀝青,急需我國石油和煤化工加工企業(yè)的重視和積極配合。